摘要：簡介云縣新塘房電站緩傾角軟巖段隧洞施工采用新奧法進行設(shè)計和施工的經(jīng)驗及體會

　　關(guān)鍵詞：新塘房、緩傾角軟巖、新奧法、設(shè)計、施工

　　新塘房水電站位于臨滄市云縣幸福鄉(xiāng)境內(nèi)南淀河上，該電站屬引水式電站，利用河床落差約60m，引水流量Q=37.4m³/s，裝機容量1.8萬Kw.有壓引水隧洞布置于南淀河左岸，長約3.8Km，隧洞為有壓洞，設(shè)計過水流量為37.4m³/s，平均坡降為3/1000，隧洞進口底板高程為1097m，洞徑4.2m.

　　一、隧洞地質(zhì)概況

　　隧洞線路沿線主要為構(gòu)造侵蝕深切中高山峽谷地貌，平均坡度大于25°。隧洞沿線穿越下古生界“瀾滄群”（Pz1ln）絹云石英片巖、絹云片巖、石英片巖夾炭質(zhì)絹云片巖及綠色片巖、變質(zhì)砂巖等，無可溶巖分布，巖體多呈薄層狀或塊狀，片理、層理發(fā)育，其中絹云片巖、炭質(zhì)絹云片巖及綠色片巖巖質(zhì)較軟（經(jīng)取樣試驗，飽和抗壓強度（Rb）在20～35Mp之間，屬較軟巖），巖體完整性相對較差，巖體透水性弱。隧洞線路位于新塘房背斜西翼近核部位置，工程區(qū)受構(gòu)造運動影響較小，巖層傾角平緩，由于受多期地質(zhì)構(gòu)造運動影響，次級褶皺和次級斷裂較為發(fā)育，在隧洞線中段和尾段發(fā)育有f1、f2、f3三條較小規(guī)模斷層，該斷層屬壓扭性斷層，總體呈北西～南東走向，與隧洞線大角度斜交，斷層破碎帶寬度5～10m，局部大于10m，破碎帶物質(zhì)主要由碎裂巖組成，斷層面傾角較大，破碎帶寬度占引水線總長度比例較小，對隧洞的影響較小。

　　經(jīng)前期地質(zhì)勘探初步查明，在隧洞里程0＋300～0＋500、1＋700～2＋000、2＋200～2＋500段隧洞分布有絹云片巖、炭質(zhì)絹云片巖及綠色片巖等較軟巖，且?guī)r層傾角小于20°，軟質(zhì)巖段長約800m，占全洞總長的20％。

　　二、隧洞開挖、支護設(shè)計

　　緩傾角軟質(zhì)巖層間結(jié)合差、節(jié)理、裂隙較發(fā)育、物質(zhì)結(jié)構(gòu)較松散、毛洞穩(wěn)定性較差，若有地下水時，則以上特點表現(xiàn)更甚，本工程隧洞圍巖類別多屬Ⅲ、Ⅳ甚至Ⅴ類，在施工中極易發(fā)生變形、坍塌。

　　隧洞開挖過程中應(yīng)盡量減少對圍巖的擾動，盡可能采用機械開挖法，針對不同的地質(zhì)情況采用“全段面法”、“臺階法”、“分部開挖”等開挖方法。

　　目前，國內(nèi)水工隧洞支護設(shè)計有兩種方法：一是傳統(tǒng)方法，即圍巖松動荷載全部由支護結(jié)構(gòu)承擔(dān)；二是新奧法，即依靠測量數(shù)據(jù)來分析、預(yù)測并劃分地基地質(zhì)條件，允許圍巖盡可能大的屈服，以采用輕型的臨時支護來完成初期支護，并根據(jù)量測數(shù)據(jù)確定二次支護的時間，使巖體的初期屈服及時終止，以防止強度的損失，最終達(dá)到充分發(fā)揮圍巖承載能力的目的。使初期支護與后期襯砌形成一體的組合襯砌形式，兩者共同承擔(dān)荷載。

　　隧洞開挖后，洞室圍巖應(yīng)力會重新分布，沿洞壁形成巖體松動圈，松動圈的范圍與巖體強度及洞經(jīng)等因素密切相關(guān)，并且洞壁圍巖從變形到松動破壞有一個時間段。此時，加強測量，及時分析，發(fā)現(xiàn)問題及時采用初期支護結(jié)構(gòu)緊貼圍巖，保護和加固圍巖，利用圍巖自身承載能力，共同支撐荷載，達(dá)到洞室穩(wěn)定目的。

　　針對新塘房電站隧洞軟質(zhì)巖段地質(zhì)特點，對該段隧洞采用復(fù)合支護、襯砌措施。Ⅲ類圍巖初期支護為錨噴混凝土5cm，隨機錨桿采用注漿錨桿，直徑為18mm，長2～2.5m，二次混凝土襯砌厚度25cm；Ⅳ類圍巖采用超前錨桿、系統(tǒng)錨桿加掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土，噴護厚度10cm，鋼筋網(wǎng)采用∮8鋼筋，網(wǎng)格尺寸為15cm×15cm，二次混凝土襯砌厚度30cm，可視情況采取超前支護，超前支護以鋼拱架為支撐；Ⅴ類圍巖采用超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固地層、超前支護及早控制地下水，初期支護采用立鋼拱架、掛鋼筋網(wǎng)、噴射15cm厚的混凝土，二次混凝土襯砌厚30cm，鋼拱架采用型鋼彎制，保護層不小于5cm，鋼拱架間距根據(jù)地質(zhì)情況按0.5～1.0m布置，施作超前支護的鋼架間距0.5～0.8m.一般Ⅳ類圍巖鋼拱架間距可作適當(dāng)調(diào)整。

　　三、隧洞施工

　�。�1）針對軟質(zhì)巖的工程地質(zhì)特點，盡量采用“新奧法”施工。

　　采用現(xiàn)場監(jiān)控量測信息指導(dǎo)施工，通過對隧洞施工中量測數(shù)據(jù)和對開挖面的地質(zhì)觀測進行預(yù)測、預(yù)報和反饋，并根據(jù)已建立的量測為基準(zhǔn)，對隧洞施工方法、斷面開挖步驟及順序、初期支護的參數(shù)進行合理調(diào)整。

　　隧洞施工的關(guān)鍵是確定圍巖類別，而圍巖類別確定的關(guān)鍵是監(jiān)控量測。

　�。�2）在Ⅳ、Ⅴ類圍巖段采用人工分部開挖可減小對圍巖的擾動，能有效控制超欠挖。超前小導(dǎo)管注漿預(yù)加固地層、超前支護及早控制地下水，可以大量減少拱部圍巖的掉塊，保證了施工安全、質(zhì)量和進度。

　�。�3）隧洞施工過程需要注意兩點：

　�、俪跗谥ёo要及時，大量工程實踐證明在緩傾角巖層中，噴錨支護效果良好，如果不及時打上錨桿并噴射混凝土，隨后的施工震動容易將松動的巖石震下，造成洞頂坍塌，對于Ⅳ、Ⅴ類圍巖，巖體變形時間效應(yīng)較短，若不把握初期支護的良好時機，待巖體發(fā)生明顯松動再去支護，就將失去利用圍巖自身承載能力的機會；

　�、诔跗谥ёo要緊貼圍巖，支護設(shè)施與圍巖形成整體才能調(diào)動圍巖自身承載能力共同控制圍巖變形，如果初期支護與圍巖貼合不緊，特別是拱頂形成空腔，提供了拱頂圍巖變形的空間條件，隨時間的流失，圍巖變形向縱深發(fā)展，使松動破壞區(qū)擴大，最終由初期支護單獨承擔(dān)荷載，極易造成支護失穩(wěn)、洞頂坍塌的嚴(yán)重后果。

　�。�4）在隧洞穿越圍巖塑性變形嚴(yán)重的地段時（1＋850～2＋000段），噴護混凝土鼓起、掉塊，鋼拱架發(fā)生輕度變形，洞室安全不能保證，此時及時襯砌，使隧洞不致發(fā)生坍塌破壞。因此，施工過程中注意觀察、量測，并適時調(diào)整設(shè)計方案尤為重要。

　　四、緩傾角軟質(zhì)巖段隧洞施工的體會

　　在圍巖條件較差的隧洞設(shè)計、施工中采用“新奧法”，能夠使隧洞掘進開挖比較安全，可節(jié)省建材，降低造價，并可在保證工程質(zhì)量的前提下適度加快進度。

　　（1）設(shè)計中采用“新奧法”，具有充分的理論依據(jù)，實際應(yīng)用效果良好，值得大力推廣。

　�。�2）施工過程中要盡量做到：

　�、偕贁_動，盡量采用機械（或弱爆破）開挖，并結(jié)合分部、臺階開挖法，減少對圍巖的擾動次數(shù)、擾動強度、擾動持續(xù)時間和擾動范圍；

　　②早噴錨，有效控制圍巖變形，充分發(fā)揮圍巖的自承能力；

　�、矍诹繙y，施工過程中，對圍巖周邊位移進行現(xiàn)場監(jiān)控量測，以及時反饋修正設(shè)計參數(shù)，指導(dǎo)施工或改變施工方法。